[發明專利]有限元同步分析的大懸挑安全智能施工系統及方法

有效

• 申請號: 202010933790.4
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112065043B
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發明（設計）人: 賈冬云;張辰嘯;陶清林;王鄴;賀成英健;劉陽
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: E04G13/06
• 分類號: E04G13/06;E04G17/00;G06F30/23;G06F30/13;G06F119/14
• 代理公司: 馬鞍山市金橋專利代理有限公司 34111
• 代理人: 王益西

本發明公開了有限元同步分析的大懸挑安全智能施工系統及方法，包括已建成結構、懸挑結構模板、智能調控拉索、臨時性斜拉體系和有限元模型；懸挑結構模板安裝在已建成結構上，懸挑結構模板上設有多個模板側邊拉索穿孔和混凝土澆灌與振搗孔，在懸挑結構模板的底面上布置有位移測點；智能調控拉索的一端與臨時性斜拉體系連接，另一端與懸挑結構模板上設有的多個模板側邊拉索穿孔連接；臨時性斜拉體系包括斜拉體系壓桿底座、斜拉體系壓桿、斜拉體系拉索和斜拉體系拉索底座。本發明可實現通過計算機建立有限元模型獲得拉索拉力，根據預設條件，時刻根據荷載和模板的關鍵變形，自動對拉索的張力進行調節，從而進一步提高施工的安全性和施工進度。

技術領域

本發明涉及土木工程施工技術領域，具體為有限元同步分析的大懸挑安全智能施工系統及方法。

背景技術

在高層建筑中，頂部存在連體結構或者一些特殊的造型等情況，會存在大跨度的懸挑結構，在這類懸挑結構的施工過程中，如果采用常規的技術手段搭設滿堂支撐不夠現實，而懸挑腳手架有時也存在一些安全問題，花費的物力人力也較大。

現有的懸挑結構的模板使用都是臨時性的，只要澆筑完成后即可拆除，因此可以采用一種臨時的斜拉索體系，將施工中模板的豎向荷載轉化為拉索拉力和模板的軸力，而非模板的彎矩，拉索的拉力又傳遞到斜拉鎖體系上。但是常規的斜拉索體系在施工過程中由于加工精度的問題，存在由于多根拉索建立的體系為超靜定體系，內部有些拉索受力并非按照預定模式受力，這些非均勻受力的拉索模式對整體模板體系的受力平衡可能影響不大，但是會導致局部模板體系失衡，導致局部尺寸不準確，極端情況下，也會引起整體模板體系的各個擊破現象，這也是拉鎖體系在大跨懸挑結構施工中并不太用的原因；具體施工過程中，混凝土澆筑過程是一個逐步的過程，很多情況下是分段澆筑的，因此受力是逐步的，而拉索提前預緊會導致模板體系受到過大的變形，并且會導致構件的施工精度難以控制。因此，最好的辦法是根據澆筑過程中的荷載逐步拉動拉索，反饋拉索實際受力和變形，排除濫竽充數的情況，并且時刻監控模板體系的豎向位移和扭轉位移，全天候由計算機自動控制，以此來達到需要的施工安全和施工精度。而就上述設想而言，目前還沒有具體的技術能夠實現上述施工過程。

專利公開號CN204059903U公開了一種大面積懸挑建筑物的施工承臺，包括懸挑支架和支承板，所述懸挑支架自內而外向上傾斜，懸挑支架呈階梯狀分布，所述懸挑支架的內側端帶有豎向固定腳和橫向固定腳，豎向固定腳固定于結構梁上，所述橫向固定腳固定于樓面板上，支承板架設于相鄰兩懸挑支架上。該專利中依托建筑物主體樓面板架設懸挑支架，懸挑支架一端被固定在樓面板上，依次在階梯狀分布的懸挑支架上放置架板，放置架板時只需逐級向上鋪設即可，而拆卸架板時同樣只需自外而內逐級向下拆除即可，由此可見，該專利實際解決的技術問題是如何提供一種搭設和拆卸方式極為簡便，而且結構簡單、成本較低，尤其適合大面積懸挑建筑物的施工承臺，其與本發明要解決的技術問題存在本質區別。

發明內容

本發明的目的在于提供有限元同步分析的大懸挑安全智能施工系統及方法，可實現通過計算機建立有限元模型獲得拉索拉力，根據預設條件，對整個懸挑結構模板的豎向變形和扭轉變形進行監控，全時段自動對拉索的張力進行調節，達到同步分析，從而進一步提高施工的安全性和施工進度，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

有限元同步分析的大懸挑安全智能施工系統，包括已建成結構、懸挑結構模板、智能調控拉索、臨時性斜拉體系和有限元模型；所述懸挑結構模板安裝在已建成結構上，懸挑結構模板上設有多個模板側邊拉索穿孔和混凝土澆灌與振搗孔，在懸挑結構模板的底面上布置有位移測點；

所述智能調控拉索的一端與臨時性斜拉體系連接，另一端與懸挑結構模板上設有的多個模板側邊拉索穿孔連接；